JP2014086599A - Optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のモードを用いたマルチモード伝送において長距離化を実現するための増幅用光ファイバに関する。 The present invention relates to an amplifying optical fiber for realizing a long distance in multimode transmission using a plurality of modes.
近年、サービスの多様化によりインターネットトラヒックは未だ増加し続けており、伝送速度の高速化や波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing:WDM)技術による波長多重数の増加により飛躍的に伝送容量を伸ばしてきた。また近年、検討が盛んに行われているデジタルコヒーレント技術によって更なる伝送容量の拡大が予想されている。デジタルコヒーレント伝送システムでは多値位相変調信号を用いることにより周波数利用効率を向上させてきたが、より高い信号雑音比が必要となってくる。しかし従来のシングルモードファイバ(Single mode fiber,SMF)を用いた伝送システムでは、理論的な限界に加え非線形効果に起因する入力パワー制限のため伝送容量は100Tbit/secを境に飽和することが予想されており、更なる大容量化は困難となってきている。 In recent years, Internet traffic has continued to increase due to the diversification of services, and the transmission capacity has increased dramatically due to the increase in the number of wavelength multiplexing by the increase in the transmission speed and the wavelength division multiplexing (WDM) technology. . Further, in recent years, further expansion of transmission capacity is expected by digital coherent technology which has been actively studied. In digital coherent transmission systems, frequency utilization efficiency has been improved by using multilevel phase modulation signals, but higher signal-to-noise ratios are required. However, in a transmission system using a conventional single mode fiber (SMF), the transmission capacity is expected to saturate at 100 Tbit / sec due to input power limitation due to nonlinear effects in addition to the theoretical limit. Therefore, further increase in capacity has become difficult.
今後さらに伝送容量を増やしていくためには革新的な伝送容量拡大を実現する媒体が必要とされている。そこで、光ファイバ中の複数の伝搬モードをチャネルとして用いることで信号雑音比と空間利用効率の向上が期待できるマルチモードファイバ(Multi mode fiber,MMF)を用いたモード多重伝送が注目を集めている。これまでファイバ中を伝搬する高次のモードは信号劣化の要因であったが、デジタル信号処理や合分波技術などの発展で積極的な利用が検討されている(例えば、非特許文献1及び2参照。)。 In order to further increase the transmission capacity in the future, a medium that realizes innovative transmission capacity expansion is required. Therefore, mode multiplex transmission using a multimode fiber (MMF) that can be expected to improve the signal-to-noise ratio and the space utilization efficiency by using a plurality of propagation modes in an optical fiber as a channel is attracting attention. . Up to now, high-order modes propagating in the fiber have been a cause of signal degradation. However, active use is being studied in the development of digital signal processing, multiplexing / demultiplexing techniques, etc. 2).
MMFを用いた伝送容量の拡大はここ数年で目覚ましく、3モードファイバを用いたDP−QPSK方式で26.4Tbpsまで達している(例えば、非特許文献3参照。)。 The expansion of transmission capacity using MMF has been remarkable in recent years, and has reached 26.4 Tbps in the DP-QPSK system using a three-mode fiber (see, for example, Non-Patent Document 3).
またマルチモード伝送の長距離化に向けた検討も行われており、Er3+添加型光増幅器を用いた基本モードのLP01モードと第一高次モードであるLP11モードの増幅に関する報告がなされている(例えば、非特許文献4参照。)。
In addition, studies have been made to increase the distance of multimode transmission, and reports have been made on the amplification of the LP01 mode as a basic mode and the LP11 mode as a first higher-order mode using an Er 3+ doped optical amplifier. (For example, refer
マルチモード伝送の長距離化を行う上で、すべてのモードの伝送品質を保つためには光増幅器において各モードの利得の調整が必須となる。各モードの利得は、増幅用光ファイバに入射する励起光の電界分布・希土類元素添加分布により決まる励起元素数分布と信号光の電界分布の重なりによって決定する。現在、増幅用ファイバの希土類元素添加領域はコア全体に希土類元素を添加するステップインデックス型構造とコアの中心部のみに希土類元素を添加するセンタードープ型構造の2つが主な構造である。 In order to maintain the transmission quality of all modes in order to increase the distance of multimode transmission, it is essential to adjust the gain of each mode in the optical amplifier. The gain of each mode is determined by the overlap between the excitation element number distribution determined by the electric field distribution of the excitation light incident on the amplification optical fiber and the rare earth element addition distribution and the electric field distribution of the signal light. At present, there are two main structures of the rare earth element added region of the amplification fiber: a step index type structure in which a rare earth element is added to the entire core and a center dope type structure in which a rare earth element is added only at the center of the core.
しかし高次のモードに基本モードと同程度の利得が必要な増幅用光ファイバでは非特許文献4のように希土類添加分布をファイバコアのエッジに多くドープするような構造が提案されている。また非特許文献4においてはLP11とLP01モードの利得の調整のため励振条件の調整を行っている。
However, in an amplification optical fiber that requires a gain comparable to that of the fundamental mode in a higher-order mode, a structure in which a rare earth addition distribution is heavily doped at the edge of the fiber core as in Non-Patent
しかしながら、LP01モードの利得がLP11モードの利得に比べ4−5dB大きくなっており、長距離伝送を行うと高次モードの信号が基本モードに比べ利得を得られず品質が劣化してしまうといった課題があった。また一般的に高次モードは基本モードに比べ伝送損失、曲げ損失が大きくなるため基本モード以上の利得を得ることが望ましい。 However, the gain of the LP01 mode is 4-5 dB larger than the gain of the LP11 mode, and when long-distance transmission is performed, the gain of the higher-order mode signal cannot be obtained compared to the basic mode and the quality is deteriorated. was there. In general, higher order modes have higher transmission loss and bending loss than the fundamental mode, so it is desirable to obtain a gain higher than the fundamental mode.
本発明は、励振モードは基本モードとし、信号光の高次モードにおける利得を基本モードの利得以上にすることを目的とする。 An object of the present invention is to set the excitation mode to the fundamental mode and to make the gain of the signal light in the higher-order mode equal to or higher than the gain of the fundamental mode.
本願発明の光ファイバは、コアとクラッドを有する石英ガラス主成分のステップ型の屈折率分布を有する光ファイバであって、コアの中心から半径a3の範囲における希土類元素の濃度をd1とし、コアの半径a3から半径a2の範囲における希土類元素の濃度をd2とすると、a2/a1の値に適したd1/d2の値を選択することで、光ファイバを伝搬する信号光の高次モードにおける利得を基本モード以上の利得以上とする。 The optical fiber of the present invention is an optical fiber having a step-type refractive index profile mainly composed of silica glass having a core and a cladding, wherein the concentration of the rare earth element in the range of radius a3 from the center of the core is d1, When the concentration of the rare earth element in the range from the radius a3 to the radius a2 is d2, the gain in the higher order mode of the signal light propagating through the optical fiber is selected by selecting a value of d1 / d2 suitable for the value of a2 / a1. The gain is higher than the basic mode.
具体的には、本願発明の光ファイバは、コア及び前記コアの周囲に前記コアより屈折率の低いクラッドを有しステップ型の屈折率分布が形成された石英ガラス主成分の光ファイバであって、前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、a2=a1であり、0.5≦a3/a1<0.6であり、d1/d2≦0.375であるか、或いは、a2=a1であり、0.6≦a3/a1<0.8であり、d1/d2≦0.44であるか、或いは、a2=a1であり、0.8≦a3/a1<0.9であり、d1/d2≦0.375であるか、或いは、a2=a1であり、0.9≦a3/a1<1であり、d1/d2≦0.16であることを特徴とする。 Specifically, the optical fiber of the present invention is an optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a cladding having a refractive index lower than that of the core around the core and having a step-type refractive index distribution. A first region of the core located within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1; and a radius of the core of the core a3 to a2 And a second region in which the concentration of the rare earth element is d2, and a2 = a1, 0.5 ≦ a3 / a1 <0.6, and d1 / d2 ≦ 0.375, Alternatively, a2 = a1 and 0.6 ≦ a3 / a1 <0.8 and d1 / d2 ≦ 0.44 or a2 = a1 and 0.8 ≦ a3 / a1 <0 .9 and d1 / d2 ≦ 0.375, or a = Is a1, a 0.9 ≦ a3 / a1 <1, characterized in that it is a d1 / d2 ≦ 0.16.
具体的には、本願発明の光ファイバは、コアとクラッドを有しステップ型の屈折率分布が形成された石英ガラス主成分の光ファイバであって、前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、0≦d1/d2≦1/10であり、0.65≦a2/a1<0.7であり、0.25≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、0≦d1/d2≦1/10であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.14≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、0≦d1/d2≦1/10であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.023≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、0≦d1/d2≦1/10であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.0≦(a2−a3)/a1≦0.48であることを特徴とする。 Specifically, the optical fiber of the present invention is an optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile, and has a radius from the center of the core of the core. a first region disposed in the range of a3 and having a rare earth element concentration of d1, and a second region of the core disposed in a range of the core from a radius to a2 and having a rare earth element concentration of d2. 0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.65 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.25 ≦ (a2-a3) /a1≦0.48 Or 0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.14 ≦ (a2-a3) /a1≦0.48, or 0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9, 0 023 ≦ (a2−a3) /a1≦0.48, or 0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0, and 0.0 ≦ ( a2-a3) /a1≦0.48.
具体的には、本願発明の光ファイバは、コアとクラッドを有しステップ型の屈折率分布が形成された石英ガラス主成分の光ファイバであって、前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、1/10<d1/d2≦1/8であり、0.6≦a2/a1<0.7であり、0.36≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、1/10<d1/d2≦1/8であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.15≦(a2−a3)/a1≦0.49であるか、或いは、1/10<d1/d2≦1/8であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.06≦(a2−a3)/a1≦0.49であるか、或いは、1/10<d1/d2≦1/8であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.01≦(a2−a3)/a1≦0.49であることを特徴とする。 Specifically, the optical fiber of the present invention is an optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile, and has a radius from the center of the core of the core. a first region disposed in the range of a3 and having a rare earth element concentration of d1, and a second region of the core disposed in a range of the core from a radius to a2 and having a rare earth element concentration of d2. 1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.6 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.36 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47 Or 1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.15 ≦ (a2-a3) /a1≦0.49. Or 1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8 and 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9 Yes, 0.06 ≦ (a2−a3) /a1≦0.49, or 1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0 0.01 ≦ (a2−a3) /a1≦0.49.
具体的には、本願発明の光ファイバは、コアとクラッドを有しステップ型の屈折率分布が形成された石英ガラス主成分の光ファイバであって、前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、1/8<d1/d2≦1/6であり、0.65≦a2/a1<0.7であり、0.3≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、1/8<d1/d2≦1/6であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.24≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、1/8<d1/d2≦1/6であり、0.8≦a2/a1<1.0であり、0.17≦(a2−a3)/a1≦0.47であることを特徴とする。 Specifically, the optical fiber of the present invention is an optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile, and has a radius from the center of the core of the core. a first region disposed in the range of a3 and having a rare earth element concentration of d1, and a second region of the core disposed in a range of the core from a radius to a2 and having a rare earth element concentration of d2. 1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6, 0.65 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.3 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47 Or 1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.24 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47. Or 1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6 and 0.8 ≦ a2 / a1 <1.0 Characterized in that it is a 0.17 ≦ (a2-a3) /a1≦0.47.
具体的には、本願発明の光ファイバは、コアとクラッドを有しステップ型の屈折率分布が形成された石英ガラス主成分の光ファイバであって、前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、1/6<d1/d2≦1/4であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.36≦(a2−a3)/a1≦0.43であるか、或いは、1/6<d1/d2≦1/4であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.27≦(a2−a3)/a1≦0.43であるか、或いは、1/6<d1/d2≦1/4であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.35≦(a2−a3)/a1≦0.43であることを特徴とする。 Specifically, the optical fiber of the present invention is an optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile, and has a radius from the center of the core of the core. a first region disposed in the range of a3 and having a rare earth element concentration of d1, and a second region of the core disposed in a range of the core from a radius to a2 and having a rare earth element concentration of d2. 1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.36 ≦ (a2−a3) /a1≦0.43 Or 1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9, and 0.27 ≦ (a2−a3) /a1≦0.43. Or 1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0 Characterized in that it is a 0.35 ≦ (a2-a3) /a1≦0.43.
本願発明の光ファイバでは、前記希土類元素はエルビウムを含んでもよい。 In the optical fiber of the present invention, the rare earth element may include erbium.
本願発明の光ファイバでは、前記コアは、前記希土類元素に加えてアルミニウム又はゲルマニウムが添加されていてもよい。 In the optical fiber of the present invention, the core may be added with aluminum or germanium in addition to the rare earth element.
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.
本発明によれば、励振モードは基本モードとし、信号光の高次モードにおける利得を基本モードの利得以上にすることができる。これによって、複数のモードに情報を載せて伝送を行う際に、各モードにおいて安定した伝送品質を保つことができる。 According to the present invention, the excitation mode is the fundamental mode, and the gain of the signal light in the higher order mode can be made higher than the gain of the fundamental mode. This makes it possible to maintain stable transmission quality in each mode when information is transmitted in a plurality of modes.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
各モードの利得均等化に向けて増幅についての基本理論を説明したのち、それに基づいたシミュレーションを行い、増幅用光ファイバの希土類添加分布の最良の形態について示す。ここで添加される希土類元素はエルビウム(Er)とし以下進める。 After explaining the basic theory of amplification for gain equalization in each mode, a simulation based on the theory is performed, and the best mode of the rare earth addition distribution of the amplification optical fiber is shown. Here, the rare earth element to be added is erbium (Er) and will be described below.
Erを3準位系と考えた際のレート方程式を解き、EDF(Erbium−doped fiber)の伝搬方程式を求めると下記数式1の様に表せる。
Er添加型増幅用ファイバ(EDF)の励起光源は980nm帯、1480nm帯が一般的に用いられている。本シミュレーションでは光源の違いによりモードの形状は大きく変わらず同様の傾向がみられる。本シミュレーションでは1480nmの光源で入力パワーは100mWとし、EDFの長さは15mとしている。また信号光は1550nmで入力パワーを−17dBmとしている。 As the excitation light source for the Er-doped amplification fiber (EDF), the 980 nm band and the 1480 nm band are generally used. In this simulation, the mode does not change greatly due to the difference in the light source, and the same tendency is observed. In this simulation, a light source of 1480 nm is used, the input power is 100 mW, and the length of the EDF is 15 m. The signal light is 1550 nm and the input power is -17 dBm.
モード多重伝送においてはすべてのモードが、所望の曲げ損失の実現が求められる。ITU−T G.652で推奨される曲げ損失は、曲げ半径30mmにおいて0.5dB/100turns以下である。図1に、本シミュレーションで用いた増幅用光ファイバの屈折率分布を示す。 In mode multiplexing transmission, all modes are required to realize a desired bending loss. ITU-T G. The recommended bending loss at 652 is 0.5 dB / 100 turn or less at a bending radius of 30 mm. FIG. 1 shows the refractive index distribution of the amplification optical fiber used in this simulation.
本構造はコア径がa1であり、コアとクラッドの比屈折率差をΔのステップ型を仮定し、使用波長をC帯の1530から1565nm、曲げ損失を0.1dB/100turns以下、伝搬モードがLP01モードとLP11モードとなる設計範囲を計算したものを図2に示す。 This structure is assumed to have a core diameter of a1, a step type with a relative refractive index difference between the core and the clad of Δ, a used wavelength of 1530 to 1565 nm in the C band, a bending loss of 0.1 dB / 100 turn or less, and a propagation mode of FIG. 2 shows the calculated design range for the LP01 mode and the LP11 mode.
斜線で示されている領域はLP11モードが所望の曲げ損失を満たし、LP21モードを伝搬しない領域である。ここで比屈折率Δは以下の式であらわされる。
図3に図1の屈折率分布を有する光ファイバのEr添加分布を示す。本実施形態の光ファイバは、石英ガラス主成分の光ファイバであって、コアに少なくとも1種類以上の希土類元素に加えて、1種類以上の屈折率を調整するための元素が共添加されている。希土類元素は、例えば、Erである。屈折率を調整するための元素は、例えば、アルミニウム及びゲルマニウムである。本実施形態では、希土類元素としてErを用い、屈折率を調整するための元素としてAlを用いた。なお、Alは屈折率が0.4%になるように添加している。 FIG. 3 shows an Er addition distribution of the optical fiber having the refractive index distribution of FIG. The optical fiber of the present embodiment is an optical fiber mainly composed of silica glass, and in addition to at least one kind of rare earth element, an element for adjusting one or more kinds of refractive index is co-added to the core. . The rare earth element is, for example, Er. Elements for adjusting the refractive index are, for example, aluminum and germanium. In the present embodiment, Er is used as the rare earth element, and Al is used as the element for adjusting the refractive index. Al is added so that the refractive index is 0.4%.
本実施形態では、コアがEr添加濃度d1の第1の領域と、円環状にd1より高い添加濃度d2の第2の領域を有している。第1の領域は、コアのうちのコアの中心から半径a3の範囲に配置されている。第2の領域は、コアのうちのコアの半径a3から半径a2の範囲に配置されている。コアの半径はa1である。第2の領域は、円環部の外環半径がa2であり、円環部の内環半径がa3である。 In the present embodiment, the core has a first region with an Er addition concentration d1 and a second region with an addition concentration d2 higher than d1 in an annular shape. The first region is disposed within a radius a3 from the center of the core. The second region is arranged in a range from the radius a3 to the radius a2 of the cores of the cores. The radius of the core is a1. In the second region, the outer ring radius of the annular part is a2, and the inner ring radius of the annular part is a3.
図4に、a1=7μm、a1=a2、d1=50ppmにおいてa3/a1を0〜1まで、またd1/d2を0.1〜1までそれぞれ変化させた際のLP01モードの利得に対するLP11モードの利得の比(dB)を示す。同様に図5、図6にはa1=4μm、a1=6μmの時の利得の比を示している。 FIG. 4 shows that the LP11 mode gain relative to the LP01 mode gain when a3 / a1 is changed from 0 to 1 and d1 / d2 is changed from 0.1 to 1 at a1 = 7 μm, a1 = a2, and d1 = 50 ppm. The gain ratio (dB) is shown. Similarly, FIGS. 5 and 6 show gain ratios when a1 = 4 μm and a1 = 6 μm.
これらの結果によれば、a3/a1が0.5以上0.6未満のときはd1/d2が0以上0.375以下の領域、a3/a1が0.6以上0.8未満のときはd1/d2が0以上0.44以下の領域、a3/a1が0.8以上0.9未満のときはd1/d2が0以上0.375以下の領域、a3/a1が0.9以上1未満のときはd1/d2が0以上0.16以下の領域で、LP01モードの利得に対するLP11モードの利得の比(dB)が0dB以上となっていることが分かる。 According to these results, when a3 / a1 is 0.5 or more and less than 0.6, the region where d1 / d2 is 0 or more and 0.375 or less, and when a3 / a1 is 0.6 or more and less than 0.8, When d1 / d2 is 0 or more and 0.44 or less, when a3 / a1 is 0.8 or more and less than 0.9, d1 / d2 is 0 or more and 0.375 or less, and a3 / a1 is 0.9 or more and 1 When the ratio is less than 0, it is understood that the ratio (dB) of the gain of the LP11 mode to the gain of the LP01 mode is 0 dB or more in a region where d1 / d2 is 0 or more and 0.16 or less.
次にa1<a2のときの利得の比を考える。図7、図8、図9、図10、図11にそれぞれd1/d2=1/10、1/8、1/6、1/4、1/2ときのa2/a1と(a2−a3)/a1を変数としたときのLP11モードとLP01モードの利得の比を示す。このときのコア半径は0dB以上の利得の比である領域の狭いa1=4μmとしている。 Next, the gain ratio when a1 <a2 is considered. 7, 8, 9, 10, and 11, a2 / a1 and (a2-a3) when d1 / d2 = 1/10, 1/8, 1/6, 1/4, and 1/2, respectively. The gain ratio between the LP11 mode and the LP01 mode when / a1 is a variable is shown. The core radius at this time is a1 = 4 μm, which is a narrow region having a gain ratio of 0 dB or more.
d1/d2が大きくなるとともに利得の比0dB以上を満たす領域は小さくなっており、図11に示されているとおり、d1/d2=1/2で利得の比0dB以上を満たす領域はなくなることが分かる。 As d1 / d2 increases, the region that satisfies the gain ratio of 0 dB or more is small. As shown in FIG. 11, there is no region that satisfies d1 / d2 = 1/2 and the gain ratio of 0 dB or more. I understand.
図7に示されているとおり、0≦d1/d2≦1/10においては、
a2/a1が0.65以上で0.7未満のとき(a2−a3)/a1が0.25以上で0.48以下であるか、或いは、
a2/a1が0.7以上で0.8未満のとき(a2−a3)/a1が0.14以上で0.48以下であるか、或いは、
a2/a1が0.8以上で0.9未満のとき(a2−a3)/a1が0.23以上で0.48以下であるか、或いは、
a2/a1が0.9以上で1未満のとき(a2−a3)/a1が0以上で0.48以下であるときに、
LP11モードとLP01モードの利得の比は0dB以上となることが分かる。
As shown in FIG. 7, when 0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10,
When a2 / a1 is 0.65 or more and less than 0.7 (a2-a3) / a1 is 0.25 or more and 0.48 or less, or
When a2 / a1 is 0.7 or more and less than 0.8 (a2-a3) / a1 is 0.14 or more and 0.48 or less, or
When a2 / a1 is 0.8 or more and less than 0.9 (a2-a3) / a1 is 0.23 or more and 0.48 or less, or
When a2 / a1 is 0.9 or more and less than 1 (a2-a3) / a1 is 0 or more and 0.48 or less,
It can be seen that the gain ratio between the LP11 mode and the LP01 mode is 0 dB or more.
図8に示されているとおり、1/10<d1/d2≦1/8においては、
a2/a1が0.6以上で0.7未満のとき(a2−a3)/a1が0.36以上で0.47以下であるか、或いは、
a2/a1が0.7以上で0.8未満のとき(a2−a3)/a1が0.15以上で0.49以下であるか、或いは、
a2/a1が0.8以上で0.9未満のとき(a2−a3)/a1が0.06以上で0.49以下であるか、或いは、
a2/a1が0.9以上で1未満のとき(a2−a3)/a1が0.01以上で0.49以下であるときに、
LP11モードとLP01モードの利得の比は0dB以上となることが分かる。
As shown in FIG. 8, when 1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8,
When a2 / a1 is 0.6 or more and less than 0.7 (a2-a3) / a1 is 0.36 or more and 0.47 or less, or
When a2 / a1 is 0.7 or more and less than 0.8 (a2-a3) / a1 is 0.15 or more and 0.49 or less, or
When a2 / a1 is 0.8 or more and less than 0.9 (a2-a3) / a1 is 0.06 or more and 0.49 or less, or
When a2 / a1 is 0.9 or more and less than 1 (a2-a3) / a1 is 0.01 or more and 0.49 or less,
It can be seen that the gain ratio between the LP11 mode and the LP01 mode is 0 dB or more.
図9に示されているとおり、1/8<d1/d2≦1/6においては、
a2/a1が0.65以上で0.7未満のとき(a2−a3)/a1が0.3以上で0.47以下であるか、或いは、
a2/a1が0.7以上で0.8未満のとき(a2−a3)/a1が0.24以上で0.47以下であるか、或いは、
a2/a1が0.8以上で1未満のとき(a2−a3)/a1が0.17以上で0.47以下であるときに、
LP11モードとLP01モードの利得の比は0dB以上となることが分かる。
As shown in FIG. 9, when 1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6,
When a2 / a1 is 0.65 or more and less than 0.7 (a2-a3) / a1 is 0.3 or more and 0.47 or less, or
When a2 / a1 is 0.7 or more and less than 0.8 (a2-a3) / a1 is 0.24 or more and 0.47 or less, or
When a2 / a1 is 0.8 or more and less than 1 (a2-a3) / a1 is 0.17 or more and 0.47 or less,
It can be seen that the gain ratio between the LP11 mode and the LP01 mode is 0 dB or more.
図10に示されているとおり、1/6<d1/d2≦1/4においては、
a2/a1が0.7以上で0.8未満のとき(a2−a3)/a1が0.36以上で0.43以下であるか、或いは、
a2/a1が0.8以上で0.9未満のとき(a2−a3)/a1が0.27以上で0.43以下であるか、或いは、
a2/a1が0.9以上で1未満のとき(a2−a3)/a1が0.35以上で0.43以下であるときに、
LP11モードとLP01モードの利得の比は0dB以上となることが分かる。
As shown in FIG. 10, when 1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4,
When a2 / a1 is 0.7 or more and less than 0.8 (a2-a3) / a1 is 0.36 or more and 0.43 or less, or
When a2 / a1 is 0.8 or more and less than 0.9 (a2-a3) / a1 is 0.27 or more and 0.43 or less, or
When a2 / a1 is 0.9 or more and less than 1 (a2-a3) / a1 is 0.35 or more and 0.43 or less,
It can be seen that the gain ratio between the LP11 mode and the LP01 mode is 0 dB or more.
本発明の増幅用光ファイバは、複数のモードを用いた伝送において長距離化を実現するため、情報通信産業に適用することができる。
The amplification optical fiber of the present invention can be applied to the information and communication industry because it realizes a long distance in transmission using a plurality of modes.
Claims (7)
前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、
前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、
a2=a1であり、0.5≦a3/a1<0.6であり、d1/d2≦0.375であるか、或いは、
a2=a1であり、0.6≦a3/a1<0.8であり、d1/d2≦0.44であるか、或いは、
a2=a1であり、0.8≦a3/a1<0.9であり、d1/d2≦0.375であるか、或いは、
a2=a1であり、0.9≦a3/a1<1であり、d1/d2≦0.16であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad having a refractive index lower than that of the core around the core and having a step-type refractive index profile formed therein.
A first region of the core disposed within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1;
A second region of the core that is disposed in a range of a radius a3 to a radius a2 of the core and that has a rare earth element concentration d2.
a2 = a1, 0.5 ≦ a3 / a1 <0.6, d1 / d2 ≦ 0.375, or
a2 = a1, 0.6 ≦ a3 / a1 <0.8, d1 / d2 ≦ 0.44, or
a2 = a1, 0.8 ≦ a3 / a1 <0.9, and d1 / d2 ≦ 0.375, or
An optical fiber, wherein a2 = a1, 0.9 ≦ a3 / a1 <1, and d1 / d2 ≦ 0.16.
前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、
前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、
0≦d1/d2≦1/10であり、0.65≦a2/a1<0.7であり、0.25≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、
0≦d1/d2≦1/10であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.14≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、
0≦d1/d2≦1/10であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.023≦(a2−a3)/a1≦0.48であるか、或いは、
0≦d1/d2≦1/10であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.0≦(a2−a3)/a1≦0.48であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile,
A first region of the core disposed within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1;
A second region of the core that is disposed in a range of a radius a3 to a radius a2 of the core and that has a rare earth element concentration d2.
0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.65 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.25 ≦ (a2−a3) /a1≦0.48, or
0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, 0.14 ≦ (a2−a3) /a1≦0.48, or
0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9, and 0.023 ≦ (a2-a3) /a1≦0.48, or
0 ≦ d1 / d2 ≦ 1/10, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0, and 0.0 ≦ (a2-a3) /a1≦0.48 .
前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、
前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、
1/10<d1/d2≦1/8であり、0.6≦a2/a1<0.7であり、0.36≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、
1/10<d1/d2≦1/8であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.15≦(a2−a3)/a1≦0.49であるか、或いは、
1/10<d1/d2≦1/8であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.06≦(a2−a3)/a1≦0.49であるか、或いは、
1/10<d1/d2≦1/8であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.01≦(a2−a3)/a1≦0.49であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile,
A first region of the core disposed within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1;
A second region of the core that is disposed in a range of a radius a3 to a radius a2 of the core and that has a rare earth element concentration d2.
1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.6 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.36 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47, or
1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8 and 0.15 ≦ (a2−a3) /a1≦0.49, or
1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9, and 0.06 ≦ (a2−a3) /a1≦0.49, or
1/10 <d1 / d2 ≦ 1/8, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0, and 0.01 ≦ (a2−a3) /a1≦0.49 Optical fiber.
前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、
前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、
1/8<d1/d2≦1/6であり、0.65≦a2/a1<0.7であり、0.3≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、
1/8<d1/d2≦1/6であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.24≦(a2−a3)/a1≦0.47であるか、或いは、
1/8<d1/d2≦1/6であり、0.8≦a2/a1<1.0であり、0.17≦(a2−a3)/a1≦0.47であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile,
A first region of the core disposed within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1;
A second region of the core that is disposed in a range of a radius a3 to a radius a2 of the core and that has a rare earth element concentration d2.
1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6, 0.65 ≦ a2 / a1 <0.7, and 0.3 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47, or
1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.24 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47, or
1/8 <d1 / d2 ≦ 1/6, 0.8 ≦ a2 / a1 <1.0, and 0.17 ≦ (a2−a3) /a1≦0.47 Optical fiber.
前記コアのうちの前記コアの中心から半径a3の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd1である第1の領域と、
前記コアのうちの前記コアの半径a3から半径a2の範囲に配置されかつ希土類元素の濃度がd2である第2の領域と、を備え、
1/6<d1/d2≦1/4であり、0.7≦a2/a1<0.8であり、0.36≦(a2−a3)/a1≦0.43であるか、或いは、
1/6<d1/d2≦1/4であり、0.8≦a2/a1<0.9であり、0.27≦(a2−a3)/a1≦0.43であるか、或いは、
1/6<d1/d2≦1/4であり、0.9≦a2/a1<1.0であり、0.35≦(a2−a3)/a1≦0.43であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber mainly composed of silica glass having a core and a clad and having a step-type refractive index profile,
A first region of the core disposed within a radius a3 from the center of the core and having a rare earth element concentration d1;
A second region of the core that is disposed in a range of a radius a3 to a radius a2 of the core and that has a rare earth element concentration d2.
1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.7 ≦ a2 / a1 <0.8, and 0.36 ≦ (a2−a3) /a1≦0.43, or
1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.8 ≦ a2 / a1 <0.9, and 0.27 ≦ (a2−a3) /a1≦0.43, or
1/6 <d1 / d2 ≦ 1/4, 0.9 ≦ a2 / a1 <1.0, and 0.35 ≦ (a2−a3) /a1≦0.43 Optical fiber.
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